Взаимоотношения между механическим составом почвы и ее физическими и химическими свойствами

Относительная кислотность.Для нормальной жизнедеятельности большинства растений и животных, как уже говорилось, требуется близкая к нейтральной среда (pH7), и в большинстве естественных сред обитания это условие соблюдается (см. раздел 2.5.3).

Соленость и осмотическое давление.Как указывалось в разделе 2.5.3, весьма важное значение для нормальной жизнедеятельности растений имеет соотношение концентраций солей внутри клеток и в окружающей среде. Для большинства наземных растений необходима пресная вода, поэтому сильно засоленные почвы практически представляют собой безжизненные пустыни.

Органическое вещество.Органическое вещество почвы состоит из продуктов аэробного разложения, или гумификации и неполного разложения растительных остатков и трупов почвенных животных. Перегной, илигумус, является основным источником минеральных соединений и энергии для большинства почвенных организмов и во многом определяет плодородие почвы. Гумус является источником физиологически активных соединений (витаминов, органических кислот, полифенолов и др.). Образование гумуса и развитие почвенной структуры происходит главным образом в верхних слоях (20 – 30 см) почвы, т.е. в зоне активности почвенных организмов (этот слой называетсяпахотнымв отличие от нижележащего слоя –подпочвы). Помимо уже перечисленных функций, гумус обладает целым рядом весьма полезных для почвы свойств: значительно большей, чем у равного по массе количества глины, водоудерживающей способностью и ионообменной емкостью, улучшает аэрацию и инфильтрацию, обрабатываемость почвы.

Как и все естественные органические вещества, гумус со временем разлагается со скоростью от 20 до 50 % своего объема в год в зависимости от условий. При этом происходит разрушение пахотного слоя и падение плодородия почвы на 85 %. Такую потерю гумуса называют минерализацией. В естественных экосистемах в почве происходит постоянное восполнение детрита, необходимого для образования гумуса. Иначе обстоит дело с сельскохозяйственными угодьями, где поступление детрита в почву весьма незначительно, и требуется искусственное внесение его в почву (органические удобрения).

Почвенные организмы.Биологические особенности почвы тесно связаны с жизнедеятельностью почвенных организмов.

По данным Н.М.Черновой на 1 м² почвенного слоя в среднем приходится более 100 миллиардов клеток простейших, миллионы коловраток (микроскопические черви размером 0,01 – 2,5 мм) и тихоходок (мелкие беспозвоночные животные, близкие к насекомым, размером 0,1 – 1 мм), десятки миллионов нематод (круглых червей, размер мельчайших из которых не превышает 80 мкм), сотни тысяч клещей и первично-бескрылых насекомых (преимущественно колембол), тысячи других членистоногих, десятки тысяч энхитреид, десятки и сотни дождевых червей, моллюсков и других беспозвоночных. Есть сведения о присутствии в почве неклеточных форм микроорганизмов – бактериофагов (бактериальных вирусов) и вирусов. Среди почвенных организмов имеются и представители растительного царства. Прежде всего, это одноклеточные и многоклеточные водоросли. Наиболее многочисленны в почвенной флоре грибы, актиномицеты (лучистые грибы, близкие к бактериям) и бактерии.

Вообще говоря, живые организмы распространены гораздо глубже почвенного слоя. Ограничивающим фактором здесь является температура, которая постепенно возрастает с глубиной и на глубине 1,5 – 15 км превышает 100 C. Самая большая глубина, на которой были обнаружены бактерии, составляет 4 км.

Микроорганизмы являются наиболее древними почвообразователями, функционировавшими задолго до появления на Земле растений и животных. Их главная функция – синтез физиологически активных веществ, гумусообразование, полная минерализация органических остатков.

Почвенные организмы испытывают сезонные миграции, связанные с изменением температуры в зависимости от глубины. Хорошо увлажненная почва достаточно быстро прогревается и медленно остывает. Колебания температуры на поверхности почвы более значительны, чем в глубине, при этом суточные колебания происходят на глубинах до 1 м. Зимой температура почвы с глубиной повышается, летом, наоборот, падает, что и вызывает сезонные вертикальные миграции почвенных организмов: зимой почвенные организмы находятся глубже, чем летом.

Большую роль в процессах почвообразования играют подвижные почвенные животные, разрыхляющие почву, создающие более благоприятные условия для ее аэрации, механически перемещающие органические и минеральные вещества. Например, дождевые черви за год выбрасывают на поверхность до 80 – 90 тонн переработанной земли на площади в 1 га. Ч.Дарвин писал: "Вряд ли найдутся другие животные, которые играли бы столь большую роль в истории мира, как дождевые черви".

Весьма важными являются взаимоотношения между растениями и почвенной биотой. Об одном таком взаимовыгодном симбиотическом взаимодействии мы уже говорили в связи с ролью почвенных бактерий в фиксации атмосферного азота. Весьма распространены также симбиотические отношения между корнями некоторых растений и определенными почвенными грибами. Грибные нити окружают корни растений и даже проникают в растение и извлекают из него питательные вещества. Но, с другой стороны, они же распространяются в почве и помогают растению всасывать биогенные элементы.